Question

【題目】太陽能飛機

2015年3月，全球最大的太陽能飛機“陽光動力2號”（如圖所示）開始首次環(huán)球飛行，途徑我國重慶和南京兩個城市，此行的重要目的是傳播新能源概念．“陽光動力”2號太陽能飛機翼展達到72米，比波音747﹣8型的翼展還要寬3.5米；機長22.4米，接近一個籃球場的長度；機高6.37米，相當于三層樓；而重量僅有2.3噸，跟一輛寶馬760Li的重量相差無幾．

跟它巨大的尺寸相比，“陽光動力”2號的飛行性能數(shù)據(jù)可能會讓你有種回到萊特兄弟時代的感覺．它的起飛速度只有35千米/小時，比博爾特奔跑的速度還要慢．巡航速度90千米/小時，最大速度不過140千米/小時，絕對是遵紀守法好司機的駕駛記錄水平．

然而，“陽光動力”2號又是一架集合了當今材料、電子、結構、人機工程學最頂尖技術于一體的大號玩具．它的機翼、機身和水平尾翼上共貼敷了17248片135微米厚的單晶硅薄膜太陽能電池，雖然23%的光電效率并不是世界上最高的，卻是平衡了能效、強度和重量后的最優(yōu)選擇．

這些電池可以產(chǎn)生最大70千瓦的功率，這些電力可以輸出給四臺單臺功率13.5千瓦的電動機，帶動四扇4米直徑的雙葉螺旋槳，給飛機提供動力．整個推進系統(tǒng)的電力﹣動力轉(zhuǎn)換效率高達94%．陽光充足時多余的電力還會向四個發(fā)動機吊艙中的鋰聚合物電池組充電．這四組電池總重633千克，能量密度達到了260瓦時/千克，目前市面上電動汽車的電池能量密度水平還徘徊在200瓦時/千克．這些電池可以讓“陽光動力”2號熬過漫長的黑夜，迎來新一天的陽光．

由于要用盡可能少的能源飛更遠的距離，整架飛機的空氣動力學布局采取了有著超高升阻比的滑翔機外形．細長的機翼給結構和材料提出了嚴苛的要求．最終，機翼里布置了140根碳纖維肋條，外表的蒙皮則采用了一種全新開發(fā)的樹脂薄膜材料，厚度僅有17微米．除了機翼肋骨，機身的大部分骨架和硬質(zhì)外殼也都采用了碳纖維材料，某些碳纖維板材每平方米的重量僅有25克，是普通打印紙的三分之一．

請解答下列問題

（1）該飛機白天飛行時，利用高效太陽能電池版將電磁能（太陽能）轉(zhuǎn)化為________能；夜間飛行時，利用其超輕薄離子電池儲備的________能轉(zhuǎn)化為電能，首次實現(xiàn)晝夜飛行而不耗費一滴燃油．

（2）該機從重慶飛往南京的航程約為1260km，用時17.5h．則它的飛行速度為________km/h；

（3）為降低飛行時的能量消耗，該機選用新型輕質(zhì)材料，取面積為1m2 ， 厚度為1mm的新型材料，測得其質(zhì)量為250g，則該材料的密度為________．

Answer 1

【答案】電化學720.25×103kg/m3

【解析】

(1)電池板白天將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，直接利用；夜間飛行時，利用其超輕薄離子電池儲備的化學能轉(zhuǎn)化為電能；(2)飛行速度v＝＝72km/h，(3)材料的體積V＝Sh＝1m2×0.001m＝1×103m3，m＝250g＝0.25kg，該材料的密度ρ＝＝＝0.25×103kg/m3.